Aula 3 Rizosfera e Microorganismos
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Raiz
Funções:
Suporte físico
Absorção de água e nutrientes
Reserva de substâncias
Pode ocupar 1% do volume total da camada de 0-15 cm
Depende da translocação de
fotossintatos da parte aérea
RIZOSFERA
(L. HILTNER –1904)
Região do solo cuja atividade biológica é
influenciada pelas raízes das plantas
Rizoplano Rizosfera
Zona de contato íntimo
com a superfície das
raízes
Solo adjacente
(zona exterior)
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
Produção e liberação de substâncias orgânicas
• Exudatos – compostos de baixo peso molecular
(monossacarídeos) que vazam passivamente das células
• Secreções – compostos de alto e baixo peso molecular
liberados através de processos metabólicos
• Lisados – compostos liberados por autólise de células
epidermais, oriundas da ruptura do plasmalema.
• Mucilagem – tipo de secreção, composta por polissacarídeos,
que tem por função proteger as partes de cresimento da raiz e
facilitar a sua inserção no solo.
Liberação de Exudatos
Até 40% do total da
matéria seca produzida
através do carbono
orgânico da fotossíntese,
pode ser convertido em
exudatos.
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
TRANSFERÊNCIA DE FOTOSSINTATOS RAIZ/RIZOSFERA
CARBONO FOTOASSIMILADO
100
RAIZES-20-40% RESPIRAÇÃOCRESCIMENTO
CO2
EXUDATOS MUCIGEL TECIDOS
MICROORG. M.O. DO SOLO
MICROORGANISMOSCO2
COMPOSTOS LIVRES
SECREÇÕES
CO2
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
COMPOSTOS COMUMENTE ENCONTRADOS
NA RIZOSFERA DE PLANTAS
• Aminoácidos – todos de ocorrência natural
• Ácidos orgânicos – acético, butírico, cítrico, fórmico lático, oxálico, etc.
• Carboidratos – arabinose, frutose, glicose, galactose, maltose, etc.
• Derivados de ácidos nucléicos – adenina, guanina, citosina, uridina
• Vitaminas – biotina, colina, inositol, ác. Pantotênico, etc.
• Enzimas – amilase, invertase, fosfatase, protease, etc.
• Outras substâncias – auxinas, CO2, álcool, glutamina, ácidocianídrico.
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
COMPOSTOS COMUMENTE ENCONTRADOS
NA RIZOSFERA DE PLANTAS
• Número de microorganismos pode ser 1000 vezes
maior no solo rizosférico que no não rizosférico
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
Prof. Maria de Fátima Peixoto
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
População microbiana em função da espécie e idade da planta
População microbiana em função da espécie e idade da planta
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
Prof. Maria de Fátima Peixoto
Rizosfera: Paraíso dos Microrganismos do Solo
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
Microrganismos comumente encontrados na rizosfera
• Bactérias – Bacillus, Pseudomonas, Erwinia, Celulobacter,
Arthrobacter, Micrococcus, Rhizobium, Azospirillum, etc.
• Fungos– Alternaria, Aspergillus, Penicillum, Fusarium, Tricoderma,
Glomus, Acaulospora, Gigaspora, etc.
• Actinomicetos– Streptomyces e Actonomyces
• Microfauna– Nematóides, protozoários.
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
A Redução da Diversidade Facilita o Desequilíbrio
Biológico nos Agrossistemas
Microrganismos Antagonistas
Fitopatógenos = Espécies fúngicas dos gêneros Penicillium, Aspergillus,
Fusarium, Mucor, Rhizopus, Stachybotris, Alternaria, etc
Efeito do tempo de monocultivo no favorecimento de fungos fitopatogênicos
para as culturas do trigo e maçã
(Vancura & Kunc, 1988, 1989)
Fungos
Patógenos
(% total)Fungos
Patógenos
1. Efeito das raízes das plantas sobre os microorganismos
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
Interações microbianas:
Neutralismo – inteira interdependência
Simbiose – Dependência mútua
Protocooperação – Mútuo benefício, sem dependência obrigatória
Comensalismo – Uma espécie é beneficiada e a outra indiferente
Antibiose – Uma espécie é suprimida e a outra não é afetada
Competição – Há supressão de uma espécie em relação a outra
Parasitismo e Predação – Ataque direto de um organismo sobre o outro
2.1 Microrganismos estimulam a exsudação das plantas
Barber & Martin (1976)
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
ANTAGONISMO MICROBIANO NA RIZOSFERA
ANTAGONISTA PATÓGENO MECANISMO
Bacillus subtilis Fusarium graminearum
Antibiose
Pseudomonas putida Fusarium oxysporum
Antibiose/competição
Agrobacterium radiobacter Agrobacterium tumefascens
Antibiose/competição
Tricoderma spp. Gaeumanomices graminis
Parasitismo
Arthrobacter/Streptomyces Rizoctonia/ Phytium
Antibiose
Protozoários Vários funfos Parasitismo
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
2.2 Inibição de outros microorganismos patogênicos
FUNGO DE SOLO FITOPATOGÊNICO
Podridão em milho causada pelo fungo Pythium aphanidermatum.
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
2.2 Inibição de outros microorganismos patogênicos
2.3 Disponibilidade e absorção de nutrientes
Decomposição de compostos orgânicos : 4x mais CO2
Amonificação – NH4 – alto efeito rizosférico
Nitrificação – mais limitado (baixa conc. NH4)
Desnitrificação – Alta liberação de CO2- microsítios anaérobicos
(favorece)
Fixação Biológica – Constante liberação de C; baixa tensão de O2,
baixo teor de N: favorável
Solubilização de fostatos e sulfatos – Alta taxa de decomposição:
libera ácidos (favorece)
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
2.4 Produção de substâncias promotoras e
inibidoras do crescimento de plantas
Promotoras
Giberelinas (+ de 50) – Ác. Giberélico –GA3: produzido pelo
fungo Giberella fugikouri
Auxinas – (AIA)- Acido-3- Indolacético: aumenta produção
de raízes laterais (Azospirillum
lipoferum – bac. diazotrófica)
Citocininas – Ex. Zeatina: promove divisão celular em
tecidos de plantas
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
Rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCP)
(Kloepper & Schroth, 1978)
• produzem substâncias promotoras do crescimento vegetal
• Vivem na rizosfera sem estabelecer relações simbióticas com
plantas
• Interferem na nutrição das plantas
• Fazem controle biológico de fitopatógenos através de produção de
antibióticos, competição por nutrientes e sítios de infecção, etc.
• São competidores eficientes que deslocam outros organismos
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
RPCP
Azotobacter, Bacillus, Pseudomonas
Usadas na bacterização de sementes
Exercem ação antagônica aos patógenos da raiz e produzem
substâncias promotoras de crescimento de plantas
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
Inibidoras (Fitotoxinas)
Ácidos orgânicos alifáticos – Acético, butírico, fórmico, lático etc.
Aromáticos – Ácido vanílico,salicílico, etc.
Outras substâncias – Sulfeto de hidrogênio (H2S), ácido cianídrico
(HCN), etanol, antibióticos etc.
Enterobacter, Klebsiella, Flavobacterium,etc
Atraso no crescimento de raízes laterias e na germinação
de sementes
2. Efeito dos microorganismos rizosféricos sobre as plantas
2.4 Produção de substâncias promotoras e inibidoras do
crescimento de plantas
3. Tecnologias microbianas
Colonização da rizosfera
Inoculação das sementes
Substrato mais utilizado: turfa
Controle biológico
Introdução de antagonistas
Controle integrado (antagonistas +
manipulação ambiental para favorecer o
antagonista ou desfavorecer o patógeno)
3. Tecnologias microbianas
Azospirillum brasiliense
Fixação biológica de nitrogênio
Produção de substâncias promotoras de crescimento radicular
3. Tecnologias microbianas
Rhizobium tropici
Fixação biológica de nitrogênio
Produção de substâncias promotoras de crescimento radicular
3. Tecnologias microbianas
BradyRhizobium japonicum
Fixação biológica de nitrogênio
Produção de substâncias promotoras de crescimento radicular
3. Tecnologias microbianas
Trichoderma spp
Fungo que controla outros fungos que causam doenças nas
raizes das plantas (Antibiose e predação).